Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Изменение в опухолях баланса биоэффекторных сфинголипидов, модулирующих клеточный рост Кандыба Анна Григорьевна

Изменение в опухолях баланса биоэффекторных сфинголипидов, модулирующих клеточный рост
<
Изменение в опухолях баланса биоэффекторных сфинголипидов, модулирующих клеточный рост Изменение в опухолях баланса биоэффекторных сфинголипидов, модулирующих клеточный рост Изменение в опухолях баланса биоэффекторных сфинголипидов, модулирующих клеточный рост Изменение в опухолях баланса биоэффекторных сфинголипидов, модулирующих клеточный рост Изменение в опухолях баланса биоэффекторных сфинголипидов, модулирующих клеточный рост Изменение в опухолях баланса биоэффекторных сфинголипидов, модулирующих клеточный рост Изменение в опухолях баланса биоэффекторных сфинголипидов, модулирующих клеточный рост Изменение в опухолях баланса биоэффекторных сфинголипидов, модулирующих клеточный рост Изменение в опухолях баланса биоэффекторных сфинголипидов, модулирующих клеточный рост Изменение в опухолях баланса биоэффекторных сфинголипидов, модулирующих клеточный рост Изменение в опухолях баланса биоэффекторных сфинголипидов, модулирующих клеточный рост Изменение в опухолях баланса биоэффекторных сфинголипидов, модулирующих клеточный рост
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Кандыба Анна Григорьевна. Изменение в опухолях баланса биоэффекторных сфинголипидов, модулирующих клеточный рост : Дис. ... канд. хим. наук : 03.00.04 : М., 2004 112 c. РГБ ОД, 61:04-2/465

Содержание к диссертации

Введение

Обзор литературы 8

1. Структура сфинголипидов 9

2. Биосинтез и катаболизм сфинголипидов 11

3. Сфингомиелиновый цикл 14

4. Сфинголипидные биоэффекторы, не являющиеся супрессорами пролиферации и выживаемости клеток 15

4.1. Дигидроцерамиды 15

4.2. Сфингозин-1-фосфат 22

4.3. Церамид-1-фосфат 30

4.4. Сфингозин-1-фосфохолин 31

4.5. Нейтральные гликосфинголипиды 32

4.6. Ганглиозиды 36

Заключение 40

Результаты и их обсуждение 41

1. Сфинганин в сфинголипидах опухолей 42

2. Влияние органа трансплантации на содержание сфингомиелинов и ганглиозидов в опухолях 51

3. Изменение содержания биологически активных сфинголипидов, модулирующих рост и выживаемость клеток, в гепатоме крыс и в гепатомемышей по сравнению с гомологичной печенью 58

Заключение 67

Экспериментальная часть 68

Выводы 83

Список литературы 84

Введение к работе

В последние два десятилетия большое внимание исследователей привлекают сфинголипиды, которые являются обязательными компонентами всех эукариотов. Эти соединения, представляющие собой один из наиболее разнообразных по строению и биологической активности классов липидов, были открыты в конце XIX столетия и получили название за свои загадочные свойства (от греческого слова "sphinx").

Долгое время сфинголипиды рассматривали лишь как структурные компоненты клеточных мембран. Однако в 1986 году было обнаружено, что свободный сфингозин ингибирует протеинкиназу С [1] и влияет на рост клеток [2]. Это открытие вызвало повышенный интерес к сфинголипидам как биоактивным молекулам и позволило предположить, что они могут участвовать в регуляции клеточных процессов. В 1989 году было открыто существование ранее неизвестного пути сигнальной трансдукции -"сфингомиелинового цикла" [3] и показано, что церамиды являются вторичными мессенджерами, участвующими в проведении сигналов различных внешних агентов внутрь клетки. В настоящее время опубликовано несколько тысяч работ, посвященных участию сфинголипидов в пролиферации, дифференцировке, апоптозе клеток и ряде других биологических процессов (см., например, обзоры [4-8]).

Особое внимание уделялось биоэффекторной роли церамидов и было установлено, что эти сфинголипиды являются супрессорами клеточного роста: ингибируют пролиферацию, способствуют дифференцировке клеток и стимулируют апоптоз [5, 7, 8]. В отличие от церамидов, дигидроцерамиды, в которых отсутствует транс-двойная связь в положении 4 цепи сфингоида, в большинстве случаев являются биологически неактивными и не влияют на указанные выше процессы (см. обзоры [9-11]).

В последние годы было обнаружено, что метаболиты церамида и сфингозина, также являющегося вторичным мессенджером (см. обзор [12] и цитируемую там литературу), могут проявлять биоэффекторные свойства. Эти эффекторы (сфингозин-1 -фосфат, сфингозин-1-фосфохолин, глюкозид- и лактозилцерамид, некоторые ганглиозиды) в отличие от сфингозина и церамида, напротив, стимулируют пролиферацию и ингибируют апоптоз, способствуя росту и выживаемости клеток [6,13-16]. Поскольку сфинголипидные биоэффекторы, модулирующие клеточный рост, связаны единым биосинтетическим циклом, было сделано предположение о существовании динамического равновесия между ними, своего рода "сфинголипидного реостата", переключающего клетку из пролиферативного состояния в апоптотическое и наоборот [14,17-20].

Опухолевые клетки, как известно, характеризуются нарушениями в пролиферации, дифференцировке и выживаемости по сравнению с гомологичными нормальными. Обнаружено также, что при малигнизации происходит искажение биосинтеза и катаболизма сфинголипидов, в результате чего изменяется их состав и содержание [21-25]. Следовательно, можно предположить, что в опухолях происходят изменения в балансе сфинголипидных эффекторов, ингибирующих гибель клеток (церамид, сфингозин) и способствующих их выживаемости (сфингозин-1-фосфат, сфингозин-1 -фосфохолин, гликолипиды).

Ранее было установлено, что в злокачественных опухолях - спонтанной карциноме яичника человека [26,27] и меланоме человека [28] - изменяется содержание и строение церамидов (опухолевых супрессоров) по сравнению с гомологичными нормальными тканями и появляется значительное количество дигидроцерамидов, в структуру которых входит сфинганин (дигидросфингозин), не оказывающих ингибирующего эффекта на рост опухоли.

Поэтому представляло интерес:

  1. выяснить, как изменяется структура сфингоидных оснований в сфингомиелинах и церамидах опухолей различного гистогенеза;

  2. установить, присуще ли увеличение содержания сфинганина в сфинголипидах только опухолевому росту или быстрой пролиферации любых нормальных клеток;

  3. изучить влияние органа трансплантации на количество сфинганина в сфинголипидах перевиваемых опухолей, поскольку выяснение этого вопроса может способствовать пониманию различий в свойствах клеток опухоли и ее метастазов;

  4. определить, изменяется ли в опухолях активность дигидроцерамиддесатуразы, фермента, участвующего во введении двойной связи в дигидроцерамид с образованием биологически активного церамида;

  5. провести анализ одновременного изменения эффекторных сфинголипидов, модулирующих рост и выживаемость клеток (сфингомиелинов, церамидов, глюкозил- и лактозилцерамидов, а также ганглиозидов), в опухоли по сравнению с гомологичной нормальной тканью.

С этой целью в настоящей работе изучены сфингоидные основания, входящие в состав сфинголипидов перевиваемых опухолей животных различного гистогенеза (нефромы РА крыс, меланомы В 16, карциномы Льюис легкого, карциномы толстого кишечника, гепатомы-22 мышей), а также регенерирующей печени мьппей. Проведено сравнительное исследование сфингоидных оснований сфингомиелинов и церамидов гепатомы-27, саркомы Мій холангиоцеллюларной карциномы PC 1 крыс, перевитых подкожно и внутрипеченочно. Исследована активность дигидроцерамиддесатуразы этих опухолей и подкожноперевитой гепатомы-22 мьппей. Осуществлен анализ одновременного изменения эффекторных сфинголипидов, модулирующих рост и выживаемость клеток (сфингомиелинов, церамидов, глюкозил- и лактозилцерамидов,

ганглиозидов), в подкожноперевитых гепатоме-27 крыс и гепатоме-22 мышей по сравнению с гомологичной нормальной печенью.

В ходе проделанной работы установлено, что в сфинголипидах опухолей различного гистогенеза повышено содержание сфинганина, в результате чего увеличивается количество дигидроцерамидов, не оказывающих угнетающего действия на рост опухоли. При этом активность дигидроцерамиддесатуразы изменяется неспецифически и зависит от типа опухоли и ее микроокружения, то есть от органа трансплантации. Было показано также, что в опухоли (по сравнению с нормальной тканью) изменяется баланс биоактивных сфинголипидов, и равновесие сдвигается в сторону эффекторов, стимулирующих рост клеток и их выживаемость. Таким образом, результаты настоящей работы свидетельствуют о том, что сфинголипидные биоэффекторы, по-видимому, оказывают существенное влияние на опухолевый процесс.

Биосинтез и катаболизм сфинголипидов

Биосинтез сфинголипидов de novo начинается с конденсации серина и ацильного производного коэнзима-А, в результате чего образуется 3-кетосфинганин (рис. 2). Реакцию катализирует пиридоксаль-5-фосфат-зависимая серин-пальмитоилтрансфераза или 3-кето-сфинганинсинтаза, локализующаяся на цитозольной поверхности эндоплазматического ретикулума [32, 33]. Этот фермент обладает высокой специфичностью к пальмитоил-СоА, что объясняет преобладание Cig-сфингоидов в сфинголипидах млекопитающих [30]. Данная реакция является лимитирующей и контролирует скорость биосинтеза сфинголипидов [6, 34]. Затем 3-кетосфинганин быстро восстанавливается до сфинганина под действием NADPH-зависимой редуктазы. Активность этого фермента намного выше по сравнению с первым [35]. Далее сфинганин ацилируется с образованием N-ацилсфинганина (дигидроцерамида). Реакцию катализирует сфинганин-М-ацилтрансфераза или церамидсинтаза, которая не оказывает предпочтения сфинганину или сфингенину [31].

Долгое время оставалось неясным, в какой момент биосинтеза происходит введение /иранс-4-двойной связи: на стадии сфинганина или после его ацилирования. Ряд экспериментов in vivo показал, что введение двойной связи осуществляется на уровне N-ацилсфинганина [35, 36]. Было обнаружено также, что при блокировании N-ацилтрансфераз фумонизином происходит накопление сфинганина, но не сфингозина, а церамиды образуются только в случае введения N-ацилсфинганина [37]. Таким образом, эти данные свидетельствуют, что введение транс-4-двойкой связи происходит после образования N-ацилсфинганина, поэтому возможность образования сфингозина в качестве интермедиата при биосинтезе de novo исключается. Следовательно, он является продуктом катаболизма сфинголипидов. Недавно проведенные эксперименты in vitro ii

подтвердили введение двойной связи на уровне дигидроцерамида [38-40]. Установлено также, что для активности фермента, осуществляющего введение двойной связи, необходимы NADPH, молекулярный кислород и цитохром b5l что указывает на его принадлежность к десатуразам. Фермент получил название дигидроцерамидцесатураза [39,41].

В целом синтез церамидов in vivo протекает очень быстро, поскольку свободные сфингоидные основания не обнаруживаются как интемедиаты биосинтеза [42]. Синтезированный de novo церамид служит основой для синтеза всего многообразия сложных сфинголипидов.

Как уже отмечалось выше, при присоединении фосфохолина в С-1 положении образуется сфингомиелин, донором фосфохолиновой группы при этом является фосфатидилхолин [34,43] (рис. 2). Реакцию катализирует фосфатидилщерамид-холин-фосфотрансфераза или сфингомиелинсинтаза. Поскольку в результате реакции высвобождается диацилглицерин, фермент одновременно регулирует уровень церамидов и диацилглицеринов, осуществляя связь метаболизма сфинголипидов с фосфоинозитидным путем сигнальной трансдукции [34]. Почти 90 % синтеза сфингомиелина de novo происходит на люминальной поверхности аппарата Гольджи [44], небольшая сфингомиелинсинтазная активность обнаружена в плазматической мембране, обсуждаются также другие сайты синтеза сфингомиелина [45].

При фосфорилировании церамида с помощью специфической церамидкиназы образуется церамид-1-фосфат. Присоединение по С-1 положению одного и более углеводных остатков приводит к образованию различных гликосфинголипидов. Синтез гликосфинголипидов осуществляется, как правило, путем прямого переноса углеводных остатков Сахаров гликозилтрансферазами. Для образования глюкозилцерамида церамидглюкозилтрансфераза (глюкозилцерамид-синтаза) переносит остаток глюкозы от UDP-глюкозы к церамиду. Синтез осуществляется на цитозольной поверхности аппарата Гольджи. Введение следующего остатка, приводящее к образованию лактозилцерамида, а также дальнейший синтез сложных гликосфинголипидов и ганглиозидов происходит на люминальной стороне аппарата Гольджи под действием высокоспецифических гликозилтрансфераз [34,46,47].

В плазматической мембране, а также в лизосомах и эндосомах под действием сфингомиелиназ происходит гидролиз сфингомиелина с образованием церамида. Также церамид генерируется в результате поэтапного отщепления Сахаров от гликосфинголипидов гликозидазами. Образующиеся таким образом церамиды далее могут подвергаться деградации, то есть деацилироваться под действием церамидаз [8, 48].

Превращение церамида в сфингозин происходит преимущественно в тех же компартментах, что и распад сфингомиелина. Сфингозин затем может служить субстратом для сфингозинкиназ, локализованных в эндоплазматическом ретикулуме, с образованием сфингозин-1-фосфата, либо вновь участвовать в образовании церамидов [48].

Нейтральные гликосфинголипиды

Многочисленные исследования показали, что нейтральные гликосфинголипиды действуют как сигнальные молекулы. 4.5.1. Пролиферация

Было установлено, что лактозилцерамид (LacCer) действует как мощный митоген. В культуре клеток фибробластов кожи человека добавление LacCer вызывало трехкратное увеличение синтеза ДНК и двухкратное возрастание клеточной плотности. Кроме того, при действии на эти клетки бактериальной нейраминидазы, которая, как было показано, расщепляла ганглиозид GM3 с образованием лактозилцерамида, также стимулировался синтез ДНК и плотность клеток увеличивалась [171]. Обработка LacCer клеток гладких мышц аорты приводила к увеличению пролиферации в 5 раз. Антитела к LacCer блокировали пролиферативный эффект лактозилцерамида. 0-трео-1-фенил-2-деканоиламино-3 -морфо лино-1-пропанол (D-PDMP) ингибировал активность лактозилцерамидсинтазы, предотвращая пролиферацию. Напротив, L-mpeo-\-$envm-2-деканоиламино-З-морфолино-1-пропанол стимулировал активность этого фермента и клеточный рост [172,173]. Аналогичное действие наблюдалось и в клетках почек человека, в которых лактозилцерамид приводил к четырехкратной стимуляции роста [174].

В клетках гладкой мускулатуры аорты окисленные липопротеины низкой плотности могут активировть лактозилцерамидсинтазу и таким образом увеличивать уровень LacCer, который, в свою очередь, приводит к стимуляции пролиферации [175, 176].

Ряд исследований связан с потенциальной ролью глюкозилцерамида в клеточном ответе. В экспериментах in vivo показано, что инъекции ингибитора глюкозилцерамидсинтазы мышам с перевитым в брюшину асцитом Эрлиха приводили к полному излечению 30 % мышей и значительному увеличению срока жизни остальных. Введение глюкозилцерамида, напротив, стимулировало рост раковых клеток на 50 % [177]. Аналогичный результат был получен и для глиомы крыс С6 [178]. При введении мышам эмульсии GlcCer и ингибитора церамидглюкозилтрансферазы (кондуритол В эпоксид) наблюдалось увеличение синтеза ДНК и стимуляция пролиферации [179,180]. Добавление GlcCer к клеточной культуре почек человека усиливало пролиферацию в 2,5 раза [174].

Большинство экспериментов с применением ингибитора глюкозилцерамидсинтазы, D-PDMP, указывает на митогенный эффект глюкозилцерамида. При исследовании роли эндогенного GlcCer в регуляции пролиферации в клеточной культуре почек собаки использовали два независимых подхода: 1) к культуре клеток добавляли ингибитор глюкозилцерамидсинтазы, в результате чего резко снижался синтез ДНК и рост клеток; 2) клетки выращивали в присутствии ингибитора глюкозидазы, что приводило к зависимому от времени накоплению глюкозилцерамида и стимулированию пролиферации клеток [181]. При изучении ингибирования глюкозилцерамидсинтазы с помощью PDMP в клетках NIH ЗТЗ с увеличенной экспрессией рецептора инсулиноподобного фактора роста-1 (IGF-1) было показано, что обработка их PDMP приводила к зависимому от времени снижению уровня GlcCer, сопровождавшегося предотвращением IGF-1 -стимулируемой пролиферации клеток и торможеним клеточного цикла на стадиях Gi/S и G2/M. Аналогичный факт наблюдался и при повышении уровня церамида [182]. D-PDMP также оказывал антипролиферативный эффект в двух различных клеточных линиях карциномы Shope [183] и в культуре нормальных кератиноцитов человека [184].

Поскольку глюкозилцерамид проявляет промитогенный эффект, а церамид ингибирует пролиферацию, было выдвинуто предположение, что увеличение синтеза GlcCer в клетке может служить защитным механизмом против индуцируемого церамидом антипролиферативного эффекта. Было установлено, что обработка культуры кератиноцитов человека сфингомиелиназой приводила к увеличению уровня церамида и снижению пролиферации. Через 24 часа пролиферация возвращалась к нормальному уровню, а количество внутриклеточного глюкозилцерамида возрастало. Также было обнаружено, что экзогенный GlcCer снижает индуцируемое сфингомиелиназой ингибирование пролиферации, а повышение эффекта сфингомиелиназы коррелирует с действием PDMP. Наконец, на кератиноциты, в которых был увеличен уровень экспрессии глюкозилцерамидсинтазы, сфингомиелиназа действия не оказывала [185].

Альтернативный подход к изучению роли глюкозилцерамида в клеточной пролиферации также свидетельствовал о его митогенных свойствах: клетки нейроэпителиомы человека СНР-100 бьши трансфецированы антисмысл овым вектором глюкозилцерамидсинтазы. В клетках, несущих вектор, скорость роста значительно снижалась по сравнению с интактными клетками [186].

Влияние органа трансплантации на содержание сфингомиелинов и ганглиозидов в опухолях

Как уже отмечалось выше, микроокружение играет важную роль в регуляции функций клетки. Нами было показано, что орган трансплантации оказывает значительное влияние на структуру сфингоидных оснований сфингомиелинов и церамидов и на дигидроцерамиддесатуразную активность опухолей различного гистогенеза (см. 1.2. и 1.З.). Не менее важным представляется выяснение зависимости содержания сфингомиелина, ганглиозидов, а также ганглиозидного состава опухолей от их клеточного микроокружения, так как данные сфинголипиды участвуют в регуляции пролиферации и апоптоза клеток.

С этой целью в настоящей работе проведено сравнительное исследование содержания сфингомиелина, ганглиозидов и ганглиозидного состава гепатомы-27, саркомы Мій холангиоцеллюларного рака PC 1, перевитых подкожно и внутрипеченочно.

При сравнительном исследовании содержания сфингомиелинов в печени и гепатоме-27 крыс, перевитой подкожно или внутрипеченочно, были обнаружены определенные отличия. В обоих вариантах гепатомы значительно увеличено как относительное, так и абсолютное (нмоль/мг белка) количество сфингомиелина по сравнению с гомологичной нормальной тканью. Полученные данные согласуются с литературными, поскольку в ходе многочисленных исследований бьшо показано, что уровень сфингомиелина существенно изменяется в опухолях по сравнению с нормальными тканями: при малигнизации клеток, как правило, содержание сфингомиелина возрастает (см. обзор [25] и цитируемую литературу).

Следует отметить, что в подкожнорастущей гепатоме-27 абсолютное содержание этого сфинголипида выше, чем во внутрипеченочной, тогда как относительные количества практически равны (табл. 4, рис. 3).

Для опухолей иного гистогенеза получены аналогичные результаты: относительное содержание сфингомиелина в каждой опухоли при разной локализации отличается лишь незначительно, тогда как абсолютное содержание в случае саркомы М 1 и карциномы PC 1 выше в подкожноперевитых вариантах опухолей по сравнению с внутрипеченочноперевитыми.

Таким образом, во всех трех опухолях влияние микроокружения на содержание сфингомиелина имеет однонаправленный характер.

Рис. 3. Содержание сфингомиелина в опухолях и печени крыс

2.2. Влияние микроокружения на содержание и состав ганглиозидов

Исследование ганглиозидов гепатомы-27 крыс и гомологичной нормальной ткани также выявило различия как между печенью и опухолями, так и между двумя вариантами гепатомы. Как видно из табл. 5 и рис. 4, общее содержание ганглиозидов (липидносвязанных сиаловых кислот) в обоих вариантах гепатомы-27 резко возрастает по сравнению с печенью. При этом количество ганглиозидов во внутрипеченочном варианте опухоли в два раза превышает таковое печени и в два раза ниже, чем в подкожноперевитой гепатоме. Таблица 5.

Содержание и состав ганглиозидов печени и гепатомы-27 крыс, перевитой подкожно и внутрипеченочно

При тонкослойной хроматографии ганглиозидов в качестве основных компонентов в печени были идентифицированы GM3, GMi, GDia, GDib и GTib, а также небольшие количества ганглиозида GM2. В подкожном варианте гепатомы-27 был найден ганглиозид, подобный по хроматографической подвижности GD3, присущему многим типам опухолей (см. обзор [23] и цитируемую там литературу), а также ганглиозид GM2, не содержащийся во внутрипеченочном варианте. В то же время во внутрипеченочноперевитой гепатоме-27 (по сравнению с печенью) резко уменьшается количество ганглиозидов GDlb и GTib, а в подкожноперевитой опухоли они полностью исчезают, также как и GDla. Отсутствие ганглиозида GDib и GTib в гепатоме-27, перевитой подкожно, уже отмечалось ранее [229]. Уменьшение количества сложных

ганглиозидов, как было установлено, является типичным для трансформированных клеток и особенно ярко выражено в высокометастазирующих формах опухолей (см. обзор [230] и цитируемую там литературу). печень гепатома-27 саркома М1 карцинома РС1

Хотя при тонкослойной хроматографии ганглиозидов подкожной гепатомы-27 был обнаружен сиалогликосфинголипид, подобный по хроматографической подвижности ганглиозиду GDi, после ферментолиза суммарной смеси ганглиозидов нейраминидазой из Vibrio cholerae, расщепляющей все ганглиозиды, кроме GMi и GM2, это соединение осталось неизменным. Поскольку в продуктах ферментолиза были идентифицированы две сиаловые кислоты - N-ацетил- (NeuAc) и N-гликолилнейраминовая (NeuGc), можно было сделать вывод, что рассматриваемый сиалогликосфинголипид является ганглиозидом ОМь содержащим NeuGc и обладающим сходным хроматографипеским поведением.

Данные табл. 6 и рис. 4 указывают, что в подкожноперевитых саркоме Мій холангиоцеллюларной карциноме PC 1, в отличие от гепатомы-27, содержание ганглиозидов несколько ниже, чем во внутрипеченочных, причем эти различия выражены не так резко, как в случае двух вариантов гепатомы-27. Аналогичная тенденция в отличиях между подкожно- и внутрипеченочноперевитыми вариантами указанных опухолей наблюдалась при изучении состава сфингоидных оснований (см. 1.2.): изменения уровня сфинганина в саркоме Мій карциноме PC 1 при подкожной и внутрипеченочной перевивке имели однонаправленный характер, но не совпадали с характером изменений в составе сфингоидов сфинголипидов гепатомы-27.

Изменение содержания биологически активных сфинголипидов, модулирующих рост и выживаемость клеток, в гепатоме крыс и в гепатомемышей по сравнению с гомологичной печенью

Многочисленными исследованиями установлено, что церамиды ингибируют пролиферацию и стимулируют дифференцировку и апоптоз клеток, в то время как продукты их метаболизма - глюкозид- и лактозилцерамиды, напротив, стимулируют пролиферацию и ингибируют апоптоз (см. обзор литературы). Недавно было показано, что сфингомиелин может способствовать росту опухоли, метастазированию и ангиогенезу [233]. Очевидно, что суммарный эффект сфинголипидных биоэффекторов зависит от их баланса в клетке.

Опухолевые клетки, как известно, характеризуются нарушениями в пролиферации, дифференцировке и выживаемости по сравнению с гомологичными нормальными, что, вероятно, должно сопровождаться изменениями в равновесии биологически активных сфинголипидов. В литературе имеются некоторые данные об изменении сфинголипидного состава опухолей по сравнению с таковым гомологичных нормальных тканей (см. обзоры [24,25], а также [26-28]). Однако анализ одновременного изменения разных эффекторных сфинголипидов, модулирующих рост и выживаемость клеток, не проводился.

Поэтому в настоящей работе изучены различия в содержании сфингомиелина, церамида, глюкозил- и лактозилцерамидов, а также ганглиозидов, участвующих в пролиферации и апоптозе клеток, в подкожноперевитой гепатоме-27 и нормальной печени крыс, а также в подкожноперевитой гепатоме-22 и нормальной печени мышей.

Как видно из табл. 7 и 8, в гепатоме-27 крыс по сравнению с нормальной печенью возрастает содержание всех исследуемых сфинголипидов. При этом увеличивается абсолютное содержание сфинголипидов, как стимулирующих (сфингомиелин, глюкозид-, галактозид- и лактозилцерамиды, ганглиозиды), так и ингибирующих (церамиды) рост опухоли. Эти результаты могут быть обусловлены увеличением активности дигидроцерамидсинтазы (дигидроцерамид является промежуточным продуктом в биосинтезе всех сфинголипидов) в опухолях по сравнению с нормальными тканями [234]. Содержание сфингомиелина, церамида и глюкозилцерамида, а также уровень минорных гликолипидов (галактозид- и лактозилцерамидов) повышается в два раза (см. рис. 5). Значительное увеличение содержания отмечено и для ганглиозидов. Данные табл. 8 показывают, что суммарное количество липидносвязанных сиаловых кислот увеличивается в 3,8 раза, а содержание ганглиозидов GM3 и GMi в гепатоме превышает таковое в печени в 4,5 и 18 раз соответственно. В то же время в гепатоме отсутствуют ганглиозиды GDia, GDib и GTit,.

При исследовании гепатомы-22 и печени мышей также были обнаружены существенные изменения в качественном и количественном составе сфинголипидов клеток опухоли по сравнению с гомологичной нормальной тканью. Как и в случае гепатомы-27, в гепатоме-22 увеличивается содержание сфингомиелина, церамида и нейтральных гликосфинголипидов - глюкозид-, галактозил-и лактозилцерамидов (табл. 9 и рис. 6).

Из данныех табл. 9 также видно, что качественный состав нейтральных гликосфинголипидов гепатомы-22 претерпевает изменения по сравнению с таковым нормальной печени. При тонкослойной хроматографии гликолипидов гепатомы-22 был обнаружен гликосфинголипид, по хроматографической подвижности подобный диглюкозилцерамиду, отсутствующий в гомологичной нормальной ткани. Усложнение состава нейтральных гликолипидов ранее отмечалось и для асцитной гепатомы 22а [243].

Отношение содержания ефи н го миє ли нов, церамидов и нейтральных гликосфинголипидов в гепатоме-22 и в печени мышей

Что касается суммарного количества ганглиозидов, то, в отличие от гепатомы-27 крыс, в гепатоме-22 оно фактически не изменяется по сравнению с таковым печени мышей (табл. І0), Однако, определение содержания индивидуальных ганглиозидов в гепатоме-22 и в гомологичной печени мышей выявило существенные различия.

Как видно из данных табл. 10, в печени мышей основным ганглиозидным компонентом является GM;. В гепатоме-22 содержание этого ганглиозда уменьшается более чем в 2 раза. Аналогичная тенденция наблюдалась и в случае асцитной гепатомы 22а [243]. Напротив, количество ганглиозида GMj в гепатоме-22 превышает таковое печени в 2 раза. В то же время, уровень ганглиозида GMn в опухоли по сравнению с нормальной тканью практически не изменяется, а содержание ганглиозида GD , в гепатоме-22 несколько уменьшается. Следует отметить, что среди ганглиозидов гепатомы-22 мышей присутствует сиалогликосфинголипид, по хроматографическому поведению подобный ганглиозиду GDj. При обработке исследуемых ганглиозидов нейраминидазой из Vibrio chalerae рассматриваемый сиалосодержаший гликосфинголипид подвергался десиалированию, что указывает на концевое положение остатка сиаловой кислоты. В продуктах ферментолиза был обнаружен лактозилцерамид, образующийся при действии нейраминидазы на ганглиозиды GD3 и GM3. Следовательно, можно сделать вывод, что в гепатоме-22 содержится ганглиозид GD3, обнаруженный во многих типах опухолей (см. обзор [23]).

Похожие диссертации на Изменение в опухолях баланса биоэффекторных сфинголипидов, модулирующих клеточный рост